Les eaux de ruissellement

Le schéma qui suit présente de façon simple le bilan hydrique de la surface terrestre.

On y voit que moins de 7% de l'eau du cycle total est disponible pour modeler les continents par ruissellement, mais il s'agit d'un agent très efficace.

C'est bien connu, les eaux de ruissellement creusent les vallées. La profondeur, la largeur et les formes de ces dernières se modifient avec le temps. Les schémas qui suivent illustrent ces modifications.


Le stade de jeunesse d'une vallée fluviale se caractérise par du creusement qui conduit à la formation d'une vallée étroite en forme de V; les reliefs sont accentués le long du cours d'eau et on retrouve chutes, cascades et rapides.


A l'étape de la maturité, le cours d'eau aplanit ses reliefs et diminue son gradient de pente; il commence alors à éroder latéralement, élargissant la vallée et créant, par ses dépôts, une plaine d'inondation. Cette dernière se construit par l'apport constant de sédiments issus de l'érosion en amont et par l'épandage dans la vallée de ces sédiments durant les périodes de débordement dues aux crues.


Le stade de vieillesse de la vallée est atteint lorsque celle-ci est beaucoup plus large que les plus larges méandres du cours d'eau. A noter que les tributaires du cours d'eau principal contribuent eux aussi à aplanir les reliefs adjacents.

Le schéma qui suit illustre comment agissent les processus d'érosion et de dépôt dans un cours d'eau méandrique.


Dans un méandre (profils du haut et du bas), l'érosion se fait sur la rive concave, à pente raide, là où la vitesse du courant est la plus grande, alors que le dépôt se fait sur l'autre rive, convexe, là où la vitesse du courant est plus faible, formant une terrasse alluviale (ou barre de méandre). Le couple érosion-dépôt entraîne une migration latérale du méandre, causant un élargissement de la vallée au stade de maturité et une remobilisation des sédiments au stade de vieillesse de la vallée.

Pour bien saisir comment se fait l'aplanissement de tout un continent ou d'une partie de continent sous l'action des eaux de ruissellement, il est une notion importante à connaître : le profil d'équilibre d'un cours d'eau et son ajustement à un niveau de base.

Ce profil d'équilibre s'établit par l'ajustement à un niveau de base. Ce niveau de base est défini par le niveau d'eau du réservoir dans lequel se jette le cours d'eau (autre cours d'eau plus important, lac, réservoir hydroélectrique, mer, etc.). Ainsi, un cours d'eau qui se jette dans un lac creusera son lit jusqu'à ce qu'il atteigne son profil d'équilibre défini par le niveau d'eau du lac.

Sur ce schéma, l'échelle verticale est fortement exagérée. En fait, à l'équilibre, le gradient de pente du cours d'eau est très faible.Tant que le lac est présent, le cours d'eau ne peut éroder plus bas que ce profil.

Si de manière naturelle ou anthropique le lac est drainé (comme par exemple, le lac 1 sur le schéma qui suit), le cours d'eau recommence à creuser et ajuste son profil à un nouveau niveau de base, ici le niveau du lac 2.

Avec le drainage du lac 2, un nouveau profil d'équilibre s'établit. Ultimement, le niveau de base est le niveau marin.

Ceci explique comment les continents tendent à être érodés jusqu'au niveau marin (niveau zéro). Cela est théorique, car dans la nature, il y a des événements qui font qu'on atteint rarement une telle situation, entre autre, à cause de la dynamique de la tectonique des plaques.

Les travaux humains peuvent contribuer à modifier de façon significative le profil des cours d'eau: un abaissement du niveau de base par des travaux de creusement par exemple risque d'entraîner des problèmes d'érosion à la grandeur de toute une région. A l'inverse, la construction de barrages créant un lac de barrage entraîne l'accumulation de sédiments.



Les changements du niveau de base peuvent se faire aussi à l'échelle planétaire. Nous savons par exemple que, dans le passé, le niveau des mers a fluctué constamment. Il y a un certain nombre de causes à ces fluctuations, les deux principales étant les changements de volume des océans reliés à la tectonique des plaques et le stockage de glaces aux pôles durant les glaciations.

Un abaissement du niveau des mers entraîne, pour les continents, un changement du profil d'équilibre des cours d'eau. Voici, par exemple, comment évoluera les relief d'une région dont le niveau de base aura été abaissé. Prenons une région qui a atteint son niveau d'équilibre (le niveau marin par exemple); il s'agit de ce qu'on appelle une pénéplaine.

Si le niveau de base est abaissé (flèche), le cycle de l'érosion est remis à zéro et la région, plane au départ, accusera des reliefs de plus en plus accentués à mesure que les cours d'eau creuseront pour atteindre leur profil d'équilibre par rapport au nouveau niveau de base.

Lorsque ces derniers auront atteint leur profil d'équilibre, la région s'aplanira progressivement pour devenir une nouvelle pénéplaine.

Sources : http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s3/eaux.ruissellement.html